Saules enerģijas nozare saskaras ar dažādiem izaicinājumiem, tostarp tirdzniecības kariem, valstu politiku, tīkla pieslēguma nosacījumiem un citiem. Uzstādītāji un elektrostaciju īpašnieki uztraucas par fotoelektrisko (FV) elektrostaciju rentabilitāti, saules enerģijas produktu ražotāji ir noraizējušies par labvēlīgas politikas trūkumu, un tīkla iekārtu ražotāji bažījas par tehnisko standartu ievērošanu. Galu galā galvenais jautājums ir par to, vai FV staciju jauda var apmierināt ekspluatācijas un rentabilitātes prasības un kā saražot vairāk elektroenerģijas.
Nozares eksperti norāda, ka pašreizējai saules enerģijas ražošanai ir jārisina vairāki jautājumi, piemēram, laika apstākļu uzraudzība reāllaikā, slodzes noteikšana decentralizētai un centralizētai enerģijas ražošanai, enerģijas uzkrāšana, nākamās paaudzes viedo invertoru izstrāde, visaptveroša elektroenerģijas kvalitātes uzraudzība un kontrole, kā arī vadība inženierzinātnēs, projektēšanā, ekspluatācijā un apkopē.
Šajā rakstā īsumā tiek analizēti faktori, kas ietekmē PV enerģijas ražošanu no konstrukcijas kvalitātes, optimizācijas projekta (piemēram, ideālu slīpuma leņķu) un aprīkojuma, piemēram, moduļu un kombinatoru kārbu, viedokļa.
1. Būvniecības kvalitāte
Daži uzstādītāji, peļņas dzīti, akli samazina būvniecības izmaksas, kā rezultātā rodas kvalitātes problēmas, kas var izraisīt 3–6 % zudumu saražotajā elektroenerģijas apjomā.
Čens Lei, Valsts tīkla viedās pētniecības institūta Jaunās enerģijas ražošanas nodaļas vadītājs, forumā uzsvēra, ka uzņēmumiem ir jāievieš uzlabota vadības prakse, lai novērstu projektu kavēšanos, jāizvēlas atbilstoši un kvalificēti materiāli, lai nodrošinātu kvalitāti, un jāveic regulāra apkope un uzraudzība, lai garantētu fotoelektrisko staciju pareizu darbību.
Ēkā integrētu fotoelektrisko sistēmu uzstādīšanai jāizstrādā būvniecības organizācijas plāns un kvalitātes kontroles procedūras. Jāizstrādā arī atbilstošas būvniecības shēmas un drošības pasākumi, nepieciešamības gadījumā veicot priekšizpēti.
2. Optimizācijas dizains
Sistēmas optimizācijas mērķis ir maksimāli palielināt enerģijas ražošanu, novērtējot tādus faktorus kā saules starojums, gaismas atstarošana, apkārtējās vides temperatūra, vēja apstākļi, kā arī dažādu sistēmas komponentu veiktspēja un mijiedarbība. Optimizācijas dizaina trūkums dažās fotoelektriskajās stacijās noved pie samazinātas jaudas.
Galvenie dizaina apsvērumi ietver:
Ēnojums: Ēnojums būtiski ietekmē sistēmas efektivitāti, rada termisko spriegumu un samazina moduļu kalpošanas laiku. Ēnojuma veidi ietver apkārtējās ēkas, kokus, pašapēnojumu no pašas fotoelektriskās sistēmas un īslaicīgu ēnojumu, ko rada putekļi.
Orientācija un slīpuma leņķis: Optimālā slīpuma leņķa aprēķināšana ir būtiska, jo tīklam pieslēgtām vai ārpus tīkla pieslēgtām sistēmām ir nepieciešama atšķirīga konstrukcija. Tīklam pieslēgtām sistēmām slīpuma leņķim ir jāpalielina gada vidējā dienas jauda, savukārt ārpus tīkla pieslēgtām sistēmām prioritāte var būt vasaras vai ziemas slodzēm.
Piemēram, Naņdzjinā:
Tīklam pieslēgtas sistēmas sasniedz maksimālo gada jaudu 25° slīpuma leņķī, kas ir aptuveni par 7° mazāk nekā vietējais platums.
Bezvadu sistēmas atšķiras: vasaras slodzēm optimālais slīpuma leņķis ir 7°, kas ir krietni zem vietējiem platuma grādiem; ziemas slodzēm tas ir 46°, kas ir krietni augstāks par vietējiem platuma grādiem; līdzsvarotām slodzēm ieteicams 42° slīpuma leņķis.
3. Aprīkojums
Galvenās iekārtas, kas ietekmē elektroenerģijas ražošanu fotoelektriskajās stacijās, ir saules moduļi, kombinatorikas, invertori un tīkla infrastruktūra.
Saules moduļi
Moduļu izvēles un sistēmas būvniecības laikā saderības optimizēšana un A un B klases saules bateriju kombinācijas izmantošana var uzlabot efektivitāti. Ir jānodrošina moduļu kvalitāte, rūpīgi apsverot tādus faktorus kā platums, spektrs, temperatūra, ēnojums, atrašanās vieta un elektroinstalācijas apstākļi, kas visi ietekmē moduļa veiktspēju.
Invertori
Invertori ir vienīgā iekārta, izņemot moduļus, kas var tieši uzlabot elektroenerģijas ražošanas efektivitāti — potenciāli pat par 10 %. Pirms uzstādīšanas State Grid iesaka veikt simulācijas eksperimentus un koncentrēties uz izmaksu samazināšanu, izmantojot sērijveida ražošanu, nevis tikai tiecoties pēc zemas ražošanas izmaksu sasniegšanas.
Tīkla pieslēgums
Tīkla pieslēgšana joprojām ir ievērojams izaicinājums Ķīnas saules enerģijas sistēmām, kuras joprojām ir attīstības sākumposmā. Neatbilstība starp sistēmu projektēšanu un tīklu, kā arī pilnīgas tīkla absorbcijas problēma kavē efektivitāti. Eksperti iesaka prioritāti piešķirt vietējam enerģijas patēriņam, lai samazinātu tīkla slodzi, un būvēt infrastruktūru, piemēram, elektrotransportlīdzekļu uzlādes stacijas, lai samazinātu pārvades izmaksas.
Ar visaptverošu būvniecības kvalitātes pārvaldību, sistēmu optimizāciju un iekārtu izvēli fotoelektriskā nozare var uzlabot enerģijas ražošanas efektivitāti un labāk izpildīt darbības un rentabilitātes prasības.
